方波發(fā)生及濾波器ppt課件

1、方波發(fā)生器及低通濾波器江微 義務： 1.用555設計一個頻率為1KHZ，占空比為50%的方波發(fā)生器 2.設計截止頻率為1.6KHZ的一階RC低通濾波器，并對前者的方波進行濾波。電路的核心部分 555定時器是一種多用途的數(shù)字模擬混合集成電路，利用它能既方便地構成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器。由于使用靈活、方便，所以555定時器在波形的產生與變換、測量與控制、家用電器、電子玩具等許多領域中都得到了廣泛的應用 555電路是一種常見的集模擬與數(shù)字功能于一體的集成電路。只要適當配接少量的元件，即可構成時基振蕩、單穩(wěn)觸發(fā)等脈沖產生和變換的電路，其內部原理圖如圖所示，其中(1)腳接地，(2)腳觸發(fā)

2、輸入，(3)腳輸出，(4)腳復位，(5)腳控制電壓，(6)腳閾值輸入，(7)腳放電端，(8)腳電源。 1腳gnd,2腳tri,3腳out,4腳rst,5腳con,6腳thr,7腳dis,8腳VccNE555內部構造 555定時器工作時過程分析如下：5腳經0.01uF電容接地，比較器C1和C2的比較電壓為：UR1=2/3VCC、UR2=1/3VCC。當VI12/3VCC，VI21/3VCC時，比較器C1輸出低電平，比較器C2輸出高電平，基本RS觸發(fā)器置0，G3輸出高電平，放電三極管TD導通，定時器輸出低電平。當VI12/3VCC，VI21/3VCC時，比較器C1輸出高電平，比較器C2輸出高電平，

3、基本RS觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變，555定時器輸出狀態(tài)保持不來。當VI12/3VCC，VI21/3VCC時，比較器C1輸出低電平，比較器C2輸出低電平，基本RS觸發(fā)器兩端都被置1，G3輸出低電平，放電三極管TD截止，定時器輸出高電平。當VI12/3VCC，VI21/3VCC時，比較器C1輸出高電平，比較器C2輸出低電平，基本RS觸發(fā)器置1，G3輸出低電平，放電三極管TD截止，定時器輸出高電平。方波發(fā)生電路原理方波發(fā)生電路原理 R1，R2和C是外接定時元件，電路中將高電平觸發(fā)端6腳） 和低電平觸發(fā)端2腳并接后接到R2和C的連接處，將放電端7腳接到R1，R2的連接處。 由于接通電源瞬間，電容C來不及充

4、電，電容器兩端電壓uc為低電平，小于1/3Vcc，故高電平觸發(fā) 端與低電平觸發(fā)端均為低電平，輸出uo為高電平，放電管VT截止。這時，電源經R1，R2對電容C充電，使電壓uc按指數(shù)規(guī)律上升，當uc上升到2/3Vcc時，輸出uo為低電平，放電管VT導通，把uc從1/3Vcc 上升到2/3Vcc這段時間內電路的狀態(tài)稱為第一暫穩(wěn)態(tài)，其維持時間TPH的長短與電容的充電時間有關 。充電時間常數(shù)T充=（R1R2C。 T充充=(R1+R2)Cln2 ，T放放=R2Cln2 占空比占空比50%,要求充電時間等于放電時間，則要求充電時間等于放電時間，則將沖放電的電路分開，使得將沖放電的電路分開，使得T充充=R1C

5、ln2 ， T放放=R2Cln2 ，R1=R2,同時利用二極管的單同時利用二極管的單向導通性，構建充電與放電的回路。向導通性，構建充電與放電的回路。 周期周期T=(R1+R2)Cln2 ，頻率，頻率f=1/T=1kHz 取取C=220nF，R1=3.3K，R2=3.3K 由三要素法知：VT=V末+（V初-V末)e-T/RC 從而得到：T=RCln(V末-V初)/（V末-VT） 所以T充=R1Cln2 ，T放=R2Cln2 V15 V VCCOUTU2555_TIMER_RATEDGNDDISRSTTHRCONTRIC110nF2R13.3kR23.3kC2220nF1XSC1ABExt Tri

6、g+_+_60D11N1200CD21N1200C34748376251R15.1kR25.1KRW10KD21N4001D11N4001C0.1uCo0.01uVcc 5VVo12345678555便于看清5腳到地接0.01u的濾波電容可旁路來自電源的噪聲或紋波電壓，使電路穩(wěn)定工作。 一階一階RC低通濾波電路低通濾波電路(j)HuiRCuo0i11j(j )11jjUCHURCRC轉移函數(shù)轉移函數(shù):c1RC令令得：得：2c1(j)1H其幅頻特性其幅頻特性0.707c轉折頻率轉折頻率帶寬：帶寬：c01所以，f=2c=1/（2RC)為所求得的截止頻率。已知f=1.6KHZ。可取，R=1K，C=100nF。uiRCuoV15 V VCCOUTU2555_TIMER_RATEDGNDDISRSTTHRCONTRIC110nF2R13.3kR23.3kC2220nF1D11N12